[發明專利]一種超聲波定位方法及超聲波定位系統

有效

• 申請號: 201210287800.7
• 申請日: 2012-08-14
• 公開（公告）號: CN103592618A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 許可
• 申請（專利權）人: 廣州光點信息科技有限公司
• 主分類號: G01S1/72
• 分類號: G01S1/72;G01S1/74
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文

技術領域

本發明涉及移動設備定位技術，尤其涉及一種超聲波定位方法及超聲波定位系統。

背景技術

超聲波具有定向性好、能量消耗小、在傳輸過程中衰減較小、反射能量較強等優點，它不受光線、被測物顏色等影響，在惡劣工作環境下具有一定的適應能力，可以利用超聲波進行定位、測量、探傷和加工處理等。因此，很多領域都通過與超聲波定位技術的結合，獲得了更好的領域拓展和新產品開發。

但是，在移動設備的定位方面，目前的移動設備定位系統都是利用GPS衛星實現定位的，GPS衛星定位系統雖然可以用來測定移動設備是否在地面上某一區域，但其精確度較低，一般只能測定移動設備進入一個較大的區域，無法判斷移動設備是否已經進入商店、學校等較小的區域。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種超聲波定位方法及超聲波定位系統，可利用瞬時測頻算法準確地定位出超聲波信號的起始位置，及時采集超聲波信號，采用快速傅里葉變換將超聲波信號轉換為頻域信號，高效地還原超聲波信號，提取設備編碼，實現客戶端位置的準確定位。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種超聲波定位方法，包括：超聲波發射裝置根據預設的設備編碼及時間編碼生成超聲波信號，并發送所述超聲波信號；客戶端采集超聲波發射裝置所發射的超聲波信號；客戶端對采集的所述超聲波信號進行解碼以生成設備編碼及時間編碼，并發送至服務器；服務器根據所述設備編碼查找與所述設備編碼對應的超聲波發射裝置的位置信息以定位出客戶端的實時位置；服務器根據所述時間編碼，判斷所述超聲波信號是否正常，判斷為是時，將所述位置信息轉發至客戶端。

作為上述方案的改進，所述超聲波發射裝置根據預設的設備編碼及時間編碼生成超聲波信號的步驟包括：根據預設的設備編碼及時間編碼，通過CRC算法，計算CRC碼；將所述CRC碼轉換為超聲波信號，其中20kHZ表示0，21kHZ表示1。

作為上述方案的改進，所述服務器獲取歷史編碼，并計算所述客戶端實時發送的時間編碼與歷史編碼的差值，所述歷史編碼為所述客戶端上一次發送的時間編碼；判斷所述差值是否處于校驗范圍內，判斷為是時，超聲波信號正常，判斷為否時，超聲波信號異常。

作為上述方案的改進，所述客戶端采集超聲波發射裝置所發射的超聲波信號的步驟包括：客戶端利用瞬時測頻算法實時測量所述超聲波信號的頻率值；判斷所述頻率值所對應的采樣點是否為超聲波信號的起始點，判斷為是時，客戶端采集所述超聲波信號。

作為上述方案的改進，所述客戶端對采集的超聲波信號進行解碼以生成設備編碼及時間編碼的步驟包括：將所述采集的超聲波信號劃分為獨立的段，每段為32ms；通過快速傅里葉變換將每段超聲波信號由時域信號轉換為頻域信號，并濾除頻率為20kHZ以下的頻域信號；將所述頻域信號劃分為獨立的幀，每幀包含5個子幀；利用瞬時測頻算法實時測量所述子幀內的頻域信號的頻率值；將所述子幀的頻率值依次組合為頻率值串，并對所述頻率值串進行濾波處理；將所述經濾波處理后的頻率值串轉換為二進制字符串，其中0表示20kHZ，1表示21kHZ；?提取所述二進制字符串中的設備編碼及時間編碼。

作為上述方案的改進，所述超聲波發射裝置根據預設的設備編碼及時間編碼生成超聲波信號的步驟之前還包括：所述超聲波發射裝置通過計算機預設設備編碼及時間編碼。

相應地，本發明還提供了一種超聲波定位系統，包括：超聲波發射裝置，用于根據預設的設備編碼及時間編碼生成并向外發送超聲波信號；客戶端，用于采集所述超聲波發射裝置所發射的超聲波信號，并對采集的所述超聲波信號進行解碼以生成設備編碼及時間編碼，并發送至服務器；服務器，用于根據客戶端發送的設備編碼查找與所述設備編碼對應的超聲波發射裝置的位置信息以定位出客戶端的實時位置，并根據時間編碼，判斷所述客戶端采集的超聲波信號是否正常，將所述位置信息轉發至客戶端。

作為上述方案的改進，所述超聲波發射裝置包括：編碼單元，用于根據預設的設備編碼及時間編碼生成超聲波信號；與所述編碼單元相連的處理單元，用于對所述超聲波信號進行濾波、放大處理；與所述處理單元相連的發射單元，用于向外發射經所述處理單元處理后的超聲波信號。

作為上述方案的改進，所述客戶端包括：采集單元，用于采集超聲波發射裝置所發射的超聲波信號；與所述采集單元相連的解碼單元，用于對采集的所述超聲波信號進行解碼以生成設備編碼及時間編碼；與所述解碼單元相連的發送單元，用于將所述解碼單元生成的設備編碼及時間編碼發送至服務器。